حلول التبريد السائل تُعيد تشكيل إدارة الحرارة في مراكز البيانات: الابتكارات والاتجاهات المستقبلية

من المبادئ إلى تحسين الأداء

أنظمة التبريد تُمثل 30%-40% من إجمالي استهلاك الطاقة في مراكز البيانات. وتواجه تقنيات التبريد الهوائي التقليدية صعوبة في التعامل مع النمو الهائل في استهلاك طاقة الشريحة، والذي يُعزى إلى حوسبة الذكاء الاصطناعي (تتجاوز طاقة وحدة معالجة الرسومات الواحدة 1000 واط). حلول التبريد السائل تحقيق كفاءة تبديد حرارة أعلى من 50% مع انخفاض قيم PUE إلى أقل من 1.1 من خلال التلامس الحراري المباشر مع مصادر الحرارة. من أهم المزايا:

• نقل حراري فائق: تتجاوز الموصلية الحرارية للسائل الهواء بأكثر من 100 مرة، مما يتيح تبريدًا فائق الكثافة بقدرة 50 كيلو وات/خزانة باستخدام أنظمة الغمر
• كفاءة الطاقة: يوفر نظام 40%-50% الطاقة مقارنةً بالتبريد الهوائي. يُقلل الغمر أحادي الطور باستخدام سوائل 3M Novec من تكاليف التشغيل بنسبة 30%.
• التحكم الدقيق في درجة الحرارة: دقة ±0.5 درجة مئوية من خلال أنظمة الحلقة المغلقة تضمن موثوقية الخادم على المدى الطويل

من ثورة التبريد غير المباشر إلى ثورة التبريد المباشر

1. التبريد السائل غير المباشر
   • تبريد اللوحة الباردة: يدور سائل التبريد عبر اللوحات المعدنية في اتصال مباشر مع وحدة المعالجة المركزية/وحدات معالجة الرسومات
   • تبريد هجين عبر الأنابيب الحرارية: يحقق تبريدًا مجانيًا يصل إلى 100% في بيئات أقل من -10 درجات مئوية
2. التبريد السائل المباشر
   • الغمر أحادي الطور: توفر الزيوت الاصطناعية عالية الغليان (على سبيل المثال، سوائل الهيدروكربون من شركة إكسون موبيل) خفضًا في تكلفة 60% وتوافقًا بيئيًا أفضل
   • الغمر ثنائي الطور: توفر السوائل ذات نقطة الغليان المنخفضة قدرة تبريد 600 واط/وحدة المعالجة المركزية مثالية لمجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي
3. الهندسة المعمارية المبتكرة
   يحقق تبريد الغمر G-Flow باستخدام قنوات سائل التبريد المحسّنة كفاءة الطاقة على مستوى الخزانة <1.05 مع تقليل تكاليف التعديل بمقدار 70% من خلال التصميم المعياري.

اتجاهات الصناعة: النمو القائم على السياسات وتوسع السوق

1. توقعات السوق
   من المتوقع أن يصل حجم سوق التبريد السائل العالمي إلى $21.3B بحلول عام 2030 (MarketoMarket). يُعزز اعتماد خادم GB200 من NVIDIA نمو سلسلة التوريد.
2. التطورات التنظيمية

• يفرض معيار RoHS 3.0 في الاتحاد الأوروبي استخدام سوائل تبريد صديقة للبيئة (حصة السوائل الهيدروكربونية الآن 45%)
• تتطلب شنغهاي من مراكز البيانات الجديدة تحقيق PUE <1.25 مع إعطاء الأولوية للتبريد السائل

1. التعاون في النظام البيئي
   تعمل اتحادات تقودها شركة إنتل، بما في ذلك Green Cloud Atlas وExxonMobil، على توحيد معايير التبريد بالغمر أحادي الطور عبر سلاسل قيمة الرقاقة والسوائل.

سيناريوهات تطبيق متنوعة

1. مراكز البيانات

• 504 خزانات مبردة بالغمر في حديقة جيادينغ تحقق انخفاضًا في CLF 0.09 و80% في إجمالي تكلفة الملكية
• تبريد اللوحة الباردة يقلل من معدلات فشل الخادم بنسبة 92% في المؤسسات المالية

1. محطات قاعدة 5G
   تعمل الحلول الصناعية بشكل موثوق من -40 درجة مئوية إلى +55 درجة مئوية مع توفير الطاقة 35%، ويتم نشرها في أكثر من 100000 موقع في بيئات قاسية
2. المعدات الطبية
   تحافظ أنظمة الحلقة المغلقة على تباين في درجة الحرارة أقل من 1 درجة مئوية أثناء عمليات التصوير المقطعي المحوسب على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، مما يؤدي إلى إطالة عمر المعدات بمقدار 40%

حلول المنتجات المخصصة

• التكامل الكامل للنظام
  حلول شاملة تغطي مصادر التبريد ووحدات التوزيع والألواح الباردة تضمن تشغيلًا خاليًا من التسرب لمدة 5 سنوات في مشاريع تخزين الطاقة بقدرة 200 ميجاوات
• خزائن الغمر المعيارية
  أنظمة تبريد 2000 واط/عقدة مع تقنية فصل خزانة الخادم تدعم معالجات Intel Xeon من الجيل السادس ومسرعات GaudiAI
• الإدارة الذكية
  توفر المنصات التي تعمل بالذكاء الاصطناعي صيانة تنبؤية لمدة 72 ساعة، مما يحسن الكفاءة التشغيلية من خلال 60%

التوقعات المستقبلية: التقارب التكنولوجي والاستدامة

وتشمل الابتكارات ما يلي:

• 100% دمج الطاقة المتجددة من خلال التبريد السائل + أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة
• من المتوقع انخفاض تكلفة 50% بحلول عام 2027 مع التطورات في السوائل النانوية والسوائل المغناطيسية
• من المتوقع أن يتجاوز اختراق السوق 60% مدفوعًا بأهداف الحياد الكربوني

باعتبارنا مزودًا رائدًا، فإننا نقدم خدمات مصممة خصيصًا حلول التبريد السائل تشمل أعمالنا مراكز البيانات، وتخزين الطاقة، والتصنيع المتقدم. تركيزنا على الابتكار التكنولوجي والشراكات المستدامة يُمكّن عملائنا من تحقيق التميز التشغيلي في العصر الرقمي.